双氧水生产污水的深度处理技术与应用_陈艳华.pdf

【环保与安全】双氧水生产污水的深度处理技术与应用陈艳华*(葫芦岛市生态环境保障服务中心，辽宁省 葫芦岛 125000)关键词双氧水;污水;深度处理技术 摘要分析双氧水生产的污水来源。详细介绍污水深度处理工艺中各个池的作用与控制。双氧水生产污水的深度处理技术有效利用微生物，降低 COD 含量，减少污水中的磷含量。1 t 污水处理成本 4 6 元。该方法具有流程简单、设备投资低的特点。中图分类号X781 2 文献标志码B 文章编号1008 133X(2023)02 0029 04Application of advanced treatment technologyof wastewater from hydrogen peroxide productionCHEN Yanhua(Huludao Ecological Environment Protection Service Center，Huludao 125000，China)Key words:hydrogen peroxide solution;sewage;advanced treatment technologyAbstract:The sources of wastewater in hydrogen peroxide production are analyzed The function andcontrol of each tank in the advanced sewage treatment process are introduced in detail The advancedtreatment technology of wastewater from hydrogen peroxide production effectively utilizes microorganisms，reduces COD content and phosphorus content in wastewater The treatment cost of 1 t sewage is 4 6yuan This technology has the characteristics of simple process and low equipment investment双氧水污水处理技术是对氢化塔、氢化白土床或后处理白土床吹蒸汽再生时排出的污水，以及萃取塔、尾气治理等设备排出的污水等进行处理。目的是处理污水中的油类絮凝物，通过碱性物质(优选烧碱)破坏油类絮凝物的絮凝结构，将其含有的工作液与水分离，以降低污水处理难度，同时能回收部分工作液，降低生产成本。1双氧水生产污水的产生在蒽醌法双氧水生产中，氢化塔内装填有大量的钯触媒，工作液与氢气在塔内发生氢化反应，使工作液中的有效蒽醌转变为氢蒽醌，氢蒽醌进入氧化工序后与氧气反应生成过氧化氢。随着使用时间的延长，钯触媒的氢化效率下降到一定程度，就必须对钯触媒进行再生。再生时先将塔内的工作液排出，再用蒸汽吹扫，将氢化塔内的工作液吹扫干净，然后进行高温活化，最后将触媒卸出来进行筛分后，装回塔内备用。氢化白土床和后处理白土床内装填有大量的活性氧化铝球，氢化白土床所起的作用是把氢化液中的环氧蒽醌降解物还原成为有效蒽醌，后处理白土床所起的作用是再生氢化反应生成的蒽醌降解物和吸附工作液中夹带的碳酸钾溶液及水分，并分解残余的过氧化氢。氢化白土床和后处理白土床内的活性氧化铝球需要定期更换，以保证再生和还原效果，稳定生产运行。氢化白土床或后处理白土床停用后，先排出工作液，再用蒸汽进行吹扫，将氧化铝球吸附的工作液吹扫干净，待降温后才能将氧化铝球卸出。蒸汽吹扫过程产生的污水占整个双氧水生产污水的 60%以上，且 COD 含量很高，处理难度很大。92第 59 卷第 2 期2023 年 2 月氯碱工业Chlor Alkali IndustryVol 59，No 2Feb，2023*作者简介陈艳华(1971)，女，1992 年毕业于辽阳石油化工专科学校，现于葫芦岛市生态环境保障服务中心技术评估部从事环境影响评价报告技术评估及排污许可技术审核工作。收稿日期2022 10 072污水深度处理的必要性在氢化塔、氢化白土床和后处理白土床内都有大量的氧化铝粉，部分极微小的氧化铝粉在水中形成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体有很大的比表面积，吸附能力极强，它将污水中的油类物质(工作液)、蒽醌降解物、细小的固体颗粒等杂质形成油类絮凝物，当与污水混合时大大增加了污水处理的难度。用蒸汽吹扫氢化塔、氢化白土床或后处理白土床过程中，蒸汽冷凝水与残留的工作液充分混合，工作液以非常细小的油珠形式分散悬浮在污水中，通过静置的办法很难让工作液析出。这类污水的COD 很高，处理不好，不仅造成工作液的浪费，也很难将污水的 COD 处理合格。污水的深度处理技术，就是对双氧水生产过程中产生的污水先进行预处理，通过隔油池将污水中悬浮的工作液分离出来，减少污水中的油类，增加工作液回收量，降低了生产成本。污水中加入双氧水和硫酸亚铁进行氧化还原反应，用硫酸调节 pH 值至酸性，接着加絮凝剂反应，调节 pH 值至碱性，经过沉淀后进入生化反应池，反应后的污水进入沉淀池静置，取上清液化验，指标合格后再回收。3双氧水生产的污水来源蒽醌法双氧水生产排放污水的组成如图 1 所示。图 1蒽醌法双氧水生产排放污水的组成Fig 1Component of wastewater dischargedin anthraquinone process hydrogen peroxide production蒽醌法双氧水生产排放的污水主要包括 5 部分。工作液洗水，主要有害物质为重芳烃、2 乙基蒽醌和磷酸三辛酯。氢化塔触媒再生时产生的蒸汽冷凝水，其中夹带少量上述污染物。氢化白土床和后处理白土床停用后，先将里面的工作液排出，再用蒸汽进行吹扫时产生的蒸汽冷凝水，夹带有重芳烃、2 乙基蒽醌和磷酸三辛酯。双氧水浓缩时排放的蒸汽冷凝水，含双氧水和重芳烃等。氧化残液和氢化残液，主要有害物质为重芳烃、2 乙基蒽醌、磷酸三辛酯和双氧水等1。以 10 万 t/a(以 27 5%双氧水计)蒽醌法双氧水生产装置为例，日排放污水量为 25 40 t。污水的颜色为浅橙色，pH 值为 5 7，COD 为 2 7 g/L，有较浓的芳烃气味。4污水的深度处理技术采用双氧水催化氧化絮凝法处理双氧水生产废水的机制是在污水中加入双氧水、二价铁盐，在酸性情况下，二价铁盐催化分解双氧水，使之生成游离 OH，OH具有极强的氧化能力，可将污水中的少量芳烃、磷酸三辛酯、2 乙基蒽醌等污染物氧化处理掉，再加入烧碱调节该污水的 pH 值，使之生成Fe(OH)3沉淀，经絮凝分离即可净化。污水的深度处理技术，就是进一步降低 COD 含量，减少污水中的磷含量。将氧化反应沉淀后的污水进入生化池，经过生化池后，COD 含量和磷含量大幅度降低，根据出生化池的含磷指标，进入除磷沉淀池，加适量除磷剂沉淀后，进入清水池化验，合格后外排或回用。污水处理的工艺流程如图 2 所示。5工艺流程中各类池的作用与控制5 1调节池调节池可以暂时存放产生的污水，用于调节进隔油池的污水量。5 2应急池当调节池的液位较低时，可将应急池内的污水送入隔油池进行处理，让应急池保持较大的空余容积，以备双氧水废水流量较大时暂存废水。5 3隔油池双氧水废水通过污水提升泵经管道送入隔油池的一级隔油池，再依次溢流进入二级隔油池、三级隔油池和四级隔油池。利用油水密度差通过三级重力分离隔除较大的油珠，另外在第三级隔油池内加入硫酸调整废水的 pH 值为 3 左右，并用空气搅拌，形成对乳化油进行破乳和气浮的作用面，提高油类的去除率，同时为催化氧化反应提供合适的条件。每天巡查隔油池，通过开启溢流阀将浮油排入集油池，在集油池内静置约 1 h，然后打开集油池的排水阀，向地下水池排水。水层排净后，将工作液排入移动储槽收集回收。03环保与安全氯碱工业2023 年图 2污水处理工艺流程Fig 2Process flow of wastewater treatment5 4反应池 A、B、C、D、E当池内的液位距池边约 50 cm 时，停止向池内进水，打开空气搅拌阀，然后加入酸，调节 pH 值为2 5 3 0，加入约 500 mg/L 硫酸亚铁，再加入约500 mg/L 双氧水，搅拌 10 min 后关闭空气搅拌阀，静置 2 h 以上。加入碱调节 pH 值为 9 0 11 0，再加硫酸亚铁观察加入点及其附近的沉淀物颜色，在此条件下则可以加入聚丙烯酰胺进行絮凝，将上清液排入生化池，沉淀污泥排入污泥池。此时，双氧水质量浓度在 50 mg/L 以下，已降至生化池的承受浓度范围，调 pH 值到 7 5 8 5，可加入聚丙烯酰胺絮凝，絮体不上浮，沉淀污泥排入污泥池，上清液泵入混凝沉淀池。5 5絮凝沉淀池絮凝反应池分隔成 3 个小池，各反应池内均有空气搅拌管线。废水进入混凝反应池时开启空气搅拌。在第 1 个反应池内配有 pH 计自动控制加入约200 mg/L 的硫酸亚铁剂;在第 2 个反应池内加碱装置，控制池内废水 pH 值为 8 0 左右;第 3 个反应池内由计量泵加入约 5 mg/L 有机助凝剂。絮凝反应池的出水排入斜板沉淀池。絮凝反应池出水为泥水混合态，废水经过布水区从斜板下面进入沉淀池内，在沉淀池内污泥沉降在斜板上，当累积较多时，污泥从斜板滑落到池底，收集在集泥斗中，定期排入污泥池;沉淀池上面的出水经集水槽收集排入生化池。然后上清液溢流进入生化池，沉淀排放至污泥池。5 6生化池生化池的曝气时间可根据处理的废水水量、水质的变化作一定的调整。一般情况下可以间歇曝气，连续停止曝气的时间小于 2 h，每天曝气时间不少于 16 h。进废水前 0 5 h 到停止进废水后 4 h 内需要曝气。定期给池内加入少量氮肥和磷肥。久无污水处理时需要定期向池内加入一些碳水化合物作为微生物的营养物。每天早上检测生化池的 COD和总磷，以观察生化池的活性，为后续除磷池的加药量提供参考。5 7除磷沉淀池除磷沉淀池分隔成 3 个小池，各沉淀池内均有空气搅拌管线。当生化池出水进入除磷沉淀池时开启空气搅拌。在第 1 个反应池内加入约 200 mg/L的除磷剂。在第 2 个反应池内配有 pH 值计自动控制加碱装置，控制池内废水 pH 值为 8 0 左右。第 3个反应池内加入约 5 mg/L 有机助凝剂。除磷沉淀池出水为泥水混合态，废水经过布水区从斜板下面进入沉淀池内，在沉淀池内污泥沉降在斜板上，当累积较多时，污泥从斜板滑落到池底，收集在泥斗中，定期排入污泥池。沉淀池上面的出水经集水槽收集排入清水池，达标排放。5 8清水池清水池为地上池，水质达到国家一级排放标准的清水可以回用，也可以经总排放口计量后排放。6生化反应池的工艺特点生化反应池的填料比表面积较大，充氧条件好，反应池中微生物会固着生长在半生物填料的表面，不需要设置污泥回流的系统，而且污泥不会太多，这样就可以有效确保工艺的稳定性能，后期管理和维护费用也不会太高2。最重要的是微生物对于水质和水量的适应能力较强，因此有利于双氧水污水处理。再加上反应池可以有效地固定一些悬浮物，从而减少污泥的产生。因此，新型工艺可以彻底去除双氧水生产污水中的有机物，不但操作方便，而且节约了很多成本。(下转第 38 页)13第 2 期陈艳华:双氧水生产污水的深度处理技术与应用环保与安全全培训教育和现场安全交底;保存承包商安全培训教育、现场安全交底记录。同时参考其他企业承包商的管理情况，考虑通过三级安全教育的结构架设强化承包商的安全管理，将三级安全教育整理为:公司级安全教育、分厂级安全教育、承包商项目部安全教育。公司级安全教育包括:党和国家的安全生产方针、政策、安全生产法规和标准、安全知识、企业安全生产规章制度、安全纪律、安全生产形势及重大事故案例教训，发生事故后如何抢救伤员、排险、保护现场和及时进行报告、公司重大危险源及安全管理制度。分厂级安全教育包括:现场作业特点及安全操作规程、现场安全活动制度及纪律、正确使用安全防护装置及个人劳动防护用品、此项作业已发生事故的不安全因素及其防范对策、本工种事故案例剖析、本装置的作业环境及使用的机械设备、工具的安全要求。承包商项目部安全教育包括:本项目施工特点可能存在的不安全因素及必须遵守的事项、承包商单位安全生产制度规定和安全注意事项、本工种的安全技术操作规程、高处作业机械设备电气安全基础知识、防火、防毒、防尘、防爆知识及紧急情况安全处置和安全疏散知识、防护用品发放标准及防护用品用具使用的基本知识。将上述内容以表格的形式嵌入“一人一码”的管理项目中，同时由于平台是开放性的，所以通过实际应用中遇到的各种问题可以不断地动态地对短板进行修正，通过实践逐步将承包商管理推向成熟。参考文献 1中国标准化研究院 GB/T 210492007 汉信码 S 北京:中国标准出版社，2008 2(日)高木干雄，下田阳久 图像处理技术手册 M 北京:科学出版社，2007 37 46 3沈庭芝，方子文 数字图像处理及模式识别 M 北京:北京理工大学出版社，1998:6 编辑:蔡春艳(上接第 31 页)7运行成本分析用双氧水催化氧化絮凝法处理装置产生的污水，流程简单、设备投资低等特点，使用的双氧水还可来源于浓缩装置的蒸发残液，以及氢化残液和氧化残液中所含一定量的双氧水，混入污水使用，减少了双氧水用量。装置排出的少量废双氧水也可用来处理污水，得到以废治废的效果，具有很好的经济效益。双氧水处理完污水中的有机物后，自身分解为H2O 和 O2，对环境不产生第二次污染。处理 1 t 污水所需原辅助材料的消耗及费用如表 1 所示。表 1处理 1 t 污水所需原辅助材料的消耗及费用Table 1Consumption and cost of raw andauxiliary materials for treatment of 1 t wastewater名称消耗量成本单价费用/元FeSO430 kg047 元/kg141H2SO403 kg2 元/kg06NaOH04 kg0 5 元/kg02絮凝剂0 01 kg12 8 元/kg0128除磷剂01 kg13 元/kg13电2 0 kWh05 元/(kWh)10污水处理装置处理水量为 100 m3/d，直接运行成本主要包括电费和药剂费等，1 t 水处理成本 4 6元，运行成本较低(成本不包含设备维修、折旧费、人工费、磷化合物回收费以及其他不可预见费用)。8运行效果双氧水生产的污水经系统处理后，水质数据为:pH 值 7 8，SS 质量浓度 20 mg/L，COD 质量浓度30 mg/L，石油类质量浓度 1 mg/L，氨氮质量浓度 15 mg/L，总磷质量浓度 2 mg/L。双氧水废水处理是按照双氧水装置污水量 50m3/d 计，增加菌种后，处理能力达到 100 m3/d。污水站运行方式为间歇处理。废水特性是 pH 值波动大、COD 含量高、含有双氧水，主要污染物为重芳烃、磷酸三辛酯、2 乙基蒽醌及其降解物及其降解产物。本污水处理站运行时间一般为每天8 h，可根据污水水质水量延长或缩短运行时间。废水经系统处理后，出水水质符合国家污水综合排放二级标准。9结语双氧水生产污水的深度处理技术就是有效地利用微生物，将有毒物质转化为无毒状态后排出系统，从而保护了环境，推动社会低碳绿色发展。用双氧水催化氧化絮凝法处理装置产生的污水，流程简单，设备投资低，装置出水稳定，处理后的污水达到了环保治理的要求的指标，可以回用或者排放。参考文献 1孙国维，刘荣俊，张跃胜 双氧水生产中的三废处理 J 氯碱工业，2010，46(3):28 29 2李聪敏，曹忠平 氯碱高浓度有机污水处理工程实例 J 当代化工研究，2016(4):31 32 编辑:蔡春艳83企业管理氯碱工业2023 年